42v锂电池 满足无人机和小设备使用,小牛电动300W锂电池纯正弦波逆变器拆解

小编 2024-10-06 锂离子电池 23 0

满足无人机和小设备使用,小牛电动300W锂电池纯正弦波逆变器拆解

前言

小牛电动推出了一款300W功率的锂电池纯正弦波逆变器,逆变器型号为NBQ-31,支持42-70V输入,输出电压为220V,频率为50Hz,为纯正弦波输出。逆变器输入端配有专用连接线,用于连接小牛锂电池。

机身正面下方两侧设有两个新国标五孔插孔,用于交流输出。在逆变器中间位置设有OLED屏幕和环形氛围灯,用于输入电压和输出功率等参数显示。此外机身上还设有USB-C和USB-A接口,支持手机快充。下面充电头网就带来小牛电动这款逆变器的拆解,一起看看内部的设计和用料。

小牛电动300W锂电池纯正弦波逆变器外观

包装盒大红底配色,顶面印有niu小牛电动品牌、产品外观和名称等。

底部印有产品参数以及厂商信息。

包装盒上参数特写,下面到产品实物展示环节再介绍。

包装内含小牛电动锂电池纯正弦波逆变器、电源转接线、3M胶、收纳袋、使用说明书等。

电源转接线两端端子都设有凸起,方便用户插拔。

电源转接线长度约为51cm,规格为250V35A。

小牛电动300W锂电池纯正弦波逆变器采用PC防火材质塑料外壳,机身为方盒造型设计,顶部表面磨砂处理,侧身格栅凹槽设计。

顶部中心设有圆形的智能显示屏,可实时显示电量百分比、输出功率、剩余使用时间。

此外顶部还配置了开关键、1A1C双USB接口以及两组3+2新国标插口。

两个USB接口旁印有相应输出功率参数,让用户直观了解最大输出功率,方便选择使用。

AC插口内置安全门,防止异物进入保证用电安全。

机身一侧设有电源接口。

电源接口两侧开孔,可见内部风扇,帮助降温长时间使用。

机身背面设有滑槽,并配有活动卡扣。活动卡扣上贴有3M胶,可贴在想要固定的位置进行使用。

底部四端还贴有防滑垫,保证产品稳定使用。

产品参数特写

型号:NBQ-31

DC输入:42V-70V

AC输出:额定功率300W

DC输出:30W MAX(TYPE-C输出) 18W MAX(USB-A输出)

输出电压:AC 220V~50Hz,300W Max(纯正弦波)

使用温度:-10℃-40℃

制造商:江苏小牛电动科技有限公司

实测小牛电动锂电池纯正弦波逆变器机身长度为174.22mm。

宽度为184.19mm。

厚度为65.45mm。

另外测得产品净重约为1052g。

使用KM003C测得USB-C口支持SFCP、PE2.0、PD3.0、PPS、QC4、DCP、Apple 2.4A充电协议。

PDO报文显示USB-C口还具备5V2.4A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五组固定电压档位,以及3.3-5.9V3A、3.3-11V3A两组固定电压档位。

测得USB-A口兼容FCP、AFC、QC3.0、DCP、Apple 2.4A充电协议。

小牛电动300W锂电池纯正弦波逆变器拆解

看完了小牛电动这款逆变器的外观和测试,下面就进行拆解,一起看看内部的设计和用料。

首先撕下机身底部的防滑脚垫,拧下隐藏的固定螺丝。

逆变器盖板和主板通过排线连接。

排线通过连接器连接到PCBA模块。

拆下逆变器机身侧面的通风格栅。

打开逆变器盖板,内部显示屏幕通过排线连接,快充模块和输出插座通过导线连接。

连接输出插座的导线连接器特写。

用于为快充模块供电的导线连接器特写。

盖板内部一览,圆形PCB为显示模块,右侧为快充模块,通过螺丝固定,固定螺丝打红胶加固。

拧下固定螺丝拆下显示模块。

圆形PCB,柔光灯板和黑色盖子特写。

黑色盖板内部为透光材料。

圆形PCB正面一览,下方设有OLED屏幕,在边缘设有贴片LED。

OLED屏幕通过排线和连接器连接到PCBA模块。

连接屏幕的排线特写。

连接到逆变器主板的排线特写。

HOLTEK合泰HT7533稳压芯片用于为OLED屏幕供电。

两颗D882三极管用于灯光控制。

对应LED灯的限流电阻特写。

RGB LED特写。

拧下固定螺丝,拆解取下快充模块。

快充模块设有两路独立的降压电路分别用于USB-C和USB-A快充输出。

快充模块小板背面没有焊接元件,USB-C和USB-A母座为过孔焊接固定,坚固耐用。

降压转换器来自英集芯,型号IP6537,是一颗集成多种快充协议的降压SoC芯片,芯片内部集成同步降压转换器,支持USB PD3.0快充,支持QC2.0/3.0,支持华为FCP/SCP快充协议,支持MTK PE快充,支持三星AFC快充,支持SFCP快充。

IP6537支持32V工作电压,输入耐压40V,满足USB PD快充多口降压以及24V车充应用。芯片内置输入过压、输入欠压、输出过流/短路保护,支持过热保护功能。CC引脚内置过压保护,耐压30V,有效防止损坏的数据线造成成品损坏。

IP6537降压芯片适用于车充、USB PD快充和智能插排应用,提供小体积高性能高集成度的降压解决方案。输出线补功能用于补偿线损,提升快充速度。

英集芯 IP6537 资料信息。

搭配使用的降压电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。

快充USB-A口降压芯片采用英集芯IP6525T,是一款集成同步开关的降压转换器、支持4种输出快充协议,其内置功率MOS,降压转换效率高至98%,输入电压范围是9.6V到32V,输出电压范围是3V到12V,最大能提供18W的输出功率。

此外能够根据识别到的快充协议自动调整输出电压和电流,典型输出电压和电流有5V/3.4A、9V/2.0A、12V/1.5A,为车载充电器、快充适配器、智能排插提供完整的解决方案。

英集芯IP6525T资料信息。

充电头网通过拆解了解到,英集芯IP6525T还被三星AFC双口快充车载充电器、博世SC380A双USB口车载充电器采用过,此外英集芯快充芯片还可应用在充电器、移动电源、储能电源等领域,并被AUKEY、RAVPOWER、麦多多、Aohi、绿联、倍思、小米等知名品牌的数十款产品采用。

磁环降压电感特写。

USB-C母座采用过孔焊接固定,黑色舌片不露铜。

USB-A母座采用橙色舌片。

逆变器电源开关按键特写。

用于连接逆变器的连接器特写。

拆下输出插座模块,插座模块设有安全门。

插座模块通过螺丝固定。

插座模块通过焊接连接。

散热风扇通过连接器连接在逆变器主板上。

散热风扇通过卡槽和胶水固定。

逆变器直流输入插座通过压板固定。

拆下侧面的盖板。

拧下固定螺丝,分离插座和盖板。

散热风扇没有品牌标识。

拧下固定螺丝拆下逆变器主板。

壳体内部使用螺丝固定塑料板。

拧下螺丝拆下塑料板。

使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为132.1mm。

PCBA模块宽度约为143.1mm。

PCBA模块高度约为40.3mm。

逆变器主板正面一览,上方为直流输入端,设有连接导线,保险丝和三颗滤波电容,左上角散热片为初级开关管散热,依次为变压器,整流二极管,滤波电感,高压滤波电容。右侧散热片为调制开关管散热,右侧焊接滤波电感,滤波电容和共模电感。

下方左侧为逆变器控制芯片和驱动芯片,为快充模块供电的降压电路,右侧设有电流互感器检测输出电流,还设有连接器用于连接输出插座。

主板背面没有元件,两个散热片采用螺丝固定,焊接一条红色飞线。

逆变器直流输入端焊接连接导线,保险丝,滤波电容,滤波电感和开关管的散热片。

其中左右两侧较粗的红黑导线为逆变器正负极输入,中间两根较细的导线为485通信线,用于连接电池通信。

输入端正极焊接保险丝,规格为25A。

三颗滤波电容来自创慧电子。

规格为220μF100V。

PCBA模块侧面设有初级开关管和蜂鸣器。

初级开关管通过压板固定在散热片上。

拧下螺丝拆下固定压板。

在散热片上固定三颗开关管,左侧两颗用于逆变升压,来自Convert锴威特,型号CS40N20P,NMOS,耐压200V,导阻50mΩ,采用TO220-3封装。

用于供电控制的PMOS管来自APM永源微,型号AP30P10P,耐压-100V,导阻78mΩ,采用TO-220-3L封装。

在散热片上还粘贴一颗热敏电阻,使用导热胶固定,用于检测温度。

散热片上设有绝缘导热垫。

散热片固定螺丝特写。

FMD辉芒微FT61EC21A MCU用于升压控制,采用SOP-8封装。

长晶科技78L05三端稳压器用于为MCU供电。

在PCBA模块设有降压电感。

升压变压器特写。

8颗整流二极管特写。

整流二极管来自JUXING钜兴电子,型号SFA06G,超快恢复二极管,规格为400V10A,使用两颗串联,采用DO-201AD封装。

高压滤波电容来自创慧电子,规格为550V68μF。

0.1Ω取样电阻用于检测输出电流。

磁环电感用于输出滤波,底部粘贴电木板绝缘。

输出端设有电流互感器,安规X2电容,共模电感,薄膜电容和滤波电感,在滤波电感后面为输出调制管。

用于输出调制的四颗MOS管来自First福斯特半导体,型号FIR10N65F,NMOS,耐压650V,导阻0.86Ω,采用TO-220F封装。右侧设有热敏电阻用于检测温度。

另一颗滤波电感同样采用磁环绕制,底部设有电木板绝缘。

CBB22薄膜电容规格为2.2μF400V,两颗并联。

扁铜线绕制的共模电感特写,底部焊接绝缘支架,并涂有胶水固定。

安规X2电容来自TENTA天泰,规格为0.1μF。

电流互感器用于检测输出电流。

蓝色Y电容来自Hye和业。

主控MCU来自FMD辉芒微,型号FT32F030G,芯片内置32位Cortex M0内核,最高工作频率72MHz,内置64KB FLASH和8KB SRAM,支持两个I2C接口,两个USART接口和两个SPI接口,采用QFN28封装。

用于连接屏幕的排线接口特写。

用于与电池通信的485收发器来自中微爱芯,型号AiP485B,采用5V供电,内置收发器和驱动器,支持500Kbps数据传输速率,采用SOP8封装。

用于为控制MCU供电的降压转换器来自惠海半导体,型号H6203L,芯片内置150V耐压开关管,支持120V供电电压,支持1.5A连续电流和4A峰值电流输出。芯片内置软启动功能和线损电压补偿,具备过流和过热以及输出短路保护,采用ESOP-8封装。

搭配使用的降压电感特写。

HOLTEK合泰HT7533稳压芯片用于为MCU供电。

蜂鸣器用于警报提示。

同步降压控制器来自屹晶微,型号EG1163,是一颗高压大电流同步降压控制器,支持300KHz工作频率,采用SOP16封装。

同步降压开关管来自Cmos场效应,型号CMD012N10,NMOS,耐压100V,导阻10mΩ,采用TO-252封装。

降压电感采用磁环绕制,底部设有电木板绝缘。

用于为逆变器次级供电的隔离电源芯片来自HLF洪利发,型号UC3843A,是一颗电流模式PWM控制器。

开关管丝印KEF13N50B。

开关变压器特写。

长晶科技7812三端稳压器用于为输出调制部分供电。

长晶科技78L05三端稳压器用于为MCU供电。

用于逆变器输出调制的MCU来自FMD辉芒微,型号FT32F030G,与主控MCU型号相同,用于纯正弦波输出调制。

三颗亿光EL817光耦用于两颗MCU之间隔离通信。

两颗英飞凌IR2106S半桥驱动器用于驱动输出调制管,进行正弦波输出,采用SOIC-8封装。

331电压比较器用于逆变器输出过流保护检测。

两颗B772三极管用于控制风扇运转。

全部拆解一览,来张全家福。

充电头网拆解总结

小牛电动锂电池逆变器支持使用小牛电动车锂电池供电,逆变器具备300W输出功率,为纯正弦波输出,输出电压为220V,能够满足笔记本,无人机以及小功率用电器使用。逆变器还设有USB-C和USB-A接口,支持为手机快充。逆变器具备屏幕显示,能够显示电池的剩余电量,输出功率和剩余使用时间。

充电头网通过拆解了解到,小牛电动这款逆变器采用辉芒微MCU进行直流升压,正弦波输出调制和显示功能。初级开关管来自锴威特,输出调制管来自福斯特,内部电容均来自创慧电子。功率管均设有散热片,并通过风扇散热。逆变器内部螺丝均打胶加固,内部器件也打胶加固,整体坚固耐用,为小牛电动车用户提供了实用可靠的逆变器产品。

谁偷了锂电池的续航?电动车改锂电池后为啥续航没有增加多少?

目前锂电池越来越多被电动车使用者青睐,以体积小、重量轻、能量密度大、增加续航显著尤为上选!

18650锂电池组

但是也有很多对锂电池的“曲解” ,主要体现在两点:

第一、为什么原来20AH 的电瓶,改20AH锂电 后续航没有增加?

第二、为什么锂电池理论上计算应该是1AH≈3公里 续航,可换上后为啥20AH只能跑四五十公里?

铅酸电池与锂电池组

【解释第一条】

首先回答第一个问题,也是第一个“误解”或“曲解”!20AH一个电量数值,指的是电池用20A安的电流工作(放电)一个小时称为20安时 !那么无论是铅酸电瓶还是锂电池,型号均为20AH,那么他们两个储存的电量是相等的,不可能因为是锂电池就比铅酸电池跑的远!

“曲解”与“误解” ——锂电池因为能量密度更高 ,改锂电池的客观意义在于,在原电池仓体积 只能放下一组20AH的铅酸电瓶,改锂电池解决的是——原电池仓体积大约能放得下30至40安时的锂电池,也就变成了续航(放电)能力是原来的一倍。把电池比喻成油箱,原来油箱容量20升,现在改成锂电,“能量体积压缩2倍”了,变成装40升了,自然解决了你续航要求更远的问题!当然,能量越高的电池组,自然购买成本就越高!

电动车锂电控制器与锂电池保护板

【解释第二条】

为什么改锂电池后续航没有达到“理论数值” ?锂电池的电量到底是不足?还是被浪费或隐藏了?

这就得说到电动车上的一个重要组件——“控制器” 配图!

大多数电动车买来的时候,或出厂的时候所配备的是铅酸电池,自然控制器也是符合铅酸电池电压值的。而老控制器有一条重要的数值就是“电压下限” 值!

铅酸电池电动车控制器

根据铅酸电池的电压值以48V四块电瓶的车子为例:电瓶组的满电电压约52V~54V,即单块电池满电电压13V~13.5V ,而它的放电截止电压是42V !也就是单块电瓶电压10.5V ,当整体电压低于42V后,控制器动作保护,停止输出电流给电机, 车子自然就不走了。

而锂电池组因为与铅酸电池构造完全不同,48V锂电池组的满电电压(以13串为例)是54.6V——三元锂电池单节满电电压4.2V×13=54.6V 得来!或以(14串为例),满电电压是4.2V×14串=58.8V 得来!

三元锂电池单节的截止电压是2.75V ,这也是锂电池保护板额定的电压值,那么13串×2.75V≈36V截止放电,或14串×2.75V≈38.5V截止放电 !也就是说锂电池组停止放电,是由保护板侦测到任意一串锂电池动态电压低于2.75V就动作保护,停止了放电,这也是为了安全和保护锂电池设计。

锂电控制器的截止电压

重点来了! 由于锂电池工作在为铅酸电池设计的控制器下,而铅酸电池控制器的截止电压是42V ,锂电池13串的截止电压是36V ,意味着锂电池组还有6V的电压区间(没释放完) ,可是由于控制器只侦测总体电压≤42V 了,就切断了电流输出,导致锂电池组“有劲儿没用完” ,从而导致少跑了一二十公里!这才是根源所在!

解决方法:

有些网友在我的一些视频下面回复说:“48V锂电池用14串锂电池才对”,否则车子根本不走! 我不知道他这种说法的根据是什么,目前市场上能买到的额定48V的锂电池几乎都是13串,满电电压54.6V 的。

其实如果不追求极致的续航,或者有“压榨强迫症”,42V的截止电压就停止锂电池的输出长期下来是有好处的,因为锂电池寿命长的条件之一就是缓冲、缓放电。不压榨到最后一格电,提前保护,对锂电池“长命百岁”也是非常有益的。

如果您向找回“锂电池被闲置的电量”,可以更换电动车的控制器,使用相应型号的锂电池控制器,那么电压区间增加到正常锂电池截止放电的数值,就可以多跑一二十公里的里程了!电池组安时越大,那么“找回的里程”越大!

锂电池已经深入各行各业

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